M凹陷泥頁巖儲層有效烴源巖測井評價及應用

赫志兵

(中國石油集團長城鉆探工程有限公司中東大區，北京 100101)

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M凹陷泥頁巖儲層有效烴源巖測井評價及應用

赫志兵

(中國石油集團長城鉆探工程有限公司中東大區，北京 100101)

泥頁巖儲層；測井評價；有效烴源巖；參數定量計算

1　地質概況

2　有效烴源巖測井識別

圖1　ΔlgR法有效烴源巖識別示意圖(據文獻[13])

研究區烴源巖主要以泥頁巖為主，含有部分泥巖。

目前主要應用ΔlgR法對有效烴源巖進行測井識別，該方法是使用一種專門刻度的孔隙度曲線(一般是聲波時差曲線)疊合在一條電阻率曲線上，2條曲線的幅度差定義為ΔlgR[13](見圖1)。除此之外，自然伽馬曲線在有效烴源巖處往往出現高值，能夠較好地輔助識別有效烴源巖。

通過對研究區目的層測井曲線的綜合分析發現，該地區自然伽馬曲線對有效烴源巖的反映不明顯，即自然伽馬曲線在普通泥巖和有效烴源巖之間的差異不明顯，但是電阻率、密度和聲波時差曲線反映比較明顯。因此，可以利用電阻率-聲波時差組合，以及電阻率-密度組合對有效烴源巖進行識別。如圖2所示，在s1井有效烴源巖發育層段，電阻率、聲波時差明顯增大，密度明顯減少，通過特定刻度后，電阻率與聲波時差、電阻率與密度的幅度差均明顯指示了有效烴源巖的存在。從識別結果來看，該地區有效烴源巖主要是含碳酸鹽油頁巖，與該地區的地質特征相符。

圖2　s1井有效烴源巖識別成果圖

3　測井參數定量計算方法

在巖石地球化學試驗數據的基礎上，通過多種計算方法的實踐與對比，發現改進的ΔlgR法[6]效果較好：

(1)

式中：w(TOC)為總有機碳質量分數，%；ρlld,b為深側向電阻率與聲波時差重合時的電阻率，Ω·m；Δt為聲波時差，μs/ft；Δtb為深側向電阻率與聲波時差重合時的聲波時差，μs/ft；a、b為系數。

該方法的優點在于易于操作，系數a和b應用二元回歸方法可以確定，所需基線參數值在研究區較容易確定。不但可以確定w(TOC)，同時也可以確定可溶烴、熱解烴和殘余碳：

(2)

(3)

(4)

w(RC)=0.7751×w(TOC)0.9313

(5)

式中：w(S1)為可溶烴質量分數，mg/g；w(S2)為熱解烴質量分數，mg/g；w(RC)為殘余碳質量分數，%。

應用式(2)～(5)可以分別對w(TOC)、w(S1)、w(S2)和w(RC)進行求取。計算結果與巖心分析值對比見圖3，符合程度均較高。

圖3　s2井參數計算值與巖心分析值對比圖

研究區的油主要是儲存在大段富含有機質的泥頁巖無機質及有機質孔隙中的液態烴(其中部分吸附在有機質和巖石顆粒表面)，以自生自儲為主。其含油性受巖石物性和有機質豐度共同影響，除與巖性、孔隙度密切相關外，還受w(S1)、w(TOC)等地球化學參數的制約。對于無機部分的含油體積可應用常規方法評價，對于有機部分的含油體積分數可以利用w(TOC)、w(S1)進行計算[20]：

(6)

式中：φ(SOT)為有機質中的含油體積分數，%；x為轉換系數，1。

由于式(6)中w(TOC)與w(S1)的量綱不統一，再加上x難以確定，操作起來難度較大。因此可利用w(TOC)與w(RC)、w(S1)、w(S2)的關系簡化式(6)：

w(S1)+w(S2)=0.083×(w(TOC)-w(RC))

(7)

應用該關系式，約束各個量的變化，不但可以直接求出生烴潛量(w(S1)+w(S2))，還避免了式(6)中量綱不統一的問題。

4　應用

圖4　s3井儲層識別成果圖

Ⅰ類烴源巖和Ⅱ類烴源巖是油氣富集層段，也是該次研究尋找的主要目的層段。在研究區100多口井有效烴源巖測井識別、評價和分級的基礎上，對單井Ⅰ類烴源巖和Ⅱ類烴源巖厚度進行了統計，并乘以相應的w(TOC)，繪制了烴源巖品質分布圖(圖6)。圖6中的綠色區域即為優質烴源巖的分布區域，為今后水平井的部署及后續勘探提供了有力的技術支撐。

圖5　a1井w(TOC)劃分烴源巖等級成果圖

圖6　研究區烴源巖品質分布圖

5　結論

1)泥頁巖自生自儲的特性決定了有效烴源巖的評價是整個泥頁巖儲層評價的關鍵所在。

2)在地球化學試驗結果的基礎上，應用測井方法對泥頁巖有效烴源巖進行測井識別及評價是一種行之有效的方法。它不僅能夠有效地劃分出單井油氣儲層的位置，而且能夠在平面上尋找優質烴源巖的分布范圍，為后續水平井的部署及后續勘探提供了有力的技術支撐。

3)目前應用測井資料評價烴源巖的方法較多，要根據實際地質情況選取適合于研究區的有效方法。

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[編輯]龔丹

2016-03-02

赫志兵(1974-)，男，博士，高級工程師，長期從事測井相關生產、科技及管理工作，378301351@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2016)29-0018-06

[引著格式]赫志兵.M凹陷泥頁巖儲層有效烴源巖測井評價及應用[J].長江大學學報(自科版),2016,13(29):18～23.